Critical distance

"Know thy Critical Distance" is the 1st commandment of acoustics. Critical Distance is the distance from the sound source where the direct and reverberant sound energies become equal. The more reverberant a room is, the closer the Critical Distance is to the sound source. The more absorbent a room is, the further the Critical Distance is from the sound source. (Critical Distance is different at all frequencies).



For good acoustic design the Critical Distance should be as far as possible from the sound source and the resultant reverberation minimal and even at all frequencies. Direct sound from the speaker system diminishes in level as a function of the distance (inverse square law) whereas reverberation constantly spreads throughout the room. Because there is new incoming sound from the speakers reverberation keeps building up until the new incoming sound equals the sound absorbed (steady-state).



When the reverberant sound becomes 12dB or greater than the direct sound all intelligibility is lost. The simplest way to find 'Critical Distance' is to play compressed pop music through the sound system. Begin with one speaker (left or right). Walk back and forth around the room, and you will be surprised how easy it is to identify the critical distance. Repeat the exercise with the other speaker, then both speakers. Its surprising how accurate our ears are when compared with acoustic measurement microphones.

* The more reverberant the room is the closer the Critical Distance.
* The more absorbent the room is the further the Critical Distance.

* Near field or Direct field is inside the Critical Distance.
* Far field or Reverberant field is outside the Critical Distance.

Critical Distance: Dc = 0.14/√QR (Q = directivity factor 1 of sound source. R = room constant)

ขอบคุณที่มา http://www.lenardaudio.com/

Acoustic principles

Auditoriums well designed give acoustical directivity from stage to audience with a fine balance of reverberation to enhance performance. When recording, musicians select the right reverberation for the music. Once recorded extra room reverberation detracts from the music. The perfect listening room for recorded music is 100% absorbent at all frequencies (free field).

Reverberation is sound reflecting off the floor, walls and ceiling and builds up to a percentage of the direct sound and is different at all frequencies. Some rooms are absorbent at high frequencies, but reverberant at low frequencies and vice versa. As we move closer to the speakers the direct sound gets louder and clearer. As we move back from the speakers direct sound diminishes (inverse square law) but the reverberant sound remains constant and limits intelligibility.





RT60 is time in seconds for reverberation to diminish to - 60dB (1/1,000,000). With practice this test can be approximated with a single hand-clap, in a quite room, as in the above graph. But with continuous sound (music) reverberation builds up and remains at a constant level.
Note: Changing the loudness of music does not change the reverb time T60.

RT60 Metric = 0.16/S Imperial = 0.05/S (S surface area. average absorption) of room.

Path-lengths refer to the distance of walls and ceiling, characterising the reverberation. Stage walls and ceiling can have limited controlled acoustic reflection to enhance the performance. Only from the stage. Acoustic path lengths must be as short as practical. An exaggeration of short acoustic path-lengths is a bathroom. Long acoustic path-lengths are echoes (churches) and cause difficulty for musicians to play in time. Different reverberation path-lengths suit different music. No single reverberation path-length suits all music.

Sound travels at 344 meters / sec (1ft / milli-sec) approx. Walls or ceiling that are 10 meters 30ft from the sound source, can reflect sound back to the musicians. The total distance being 20 meters 60ft, which is 30 milli-sec delay. Sound reflected back from 10 meters and greater cause difficulty for musicians especially when playing modern percussive music.




Echo is heard as distinct repeat, 100 milli-seconds (1/10 sec) or greater, from walls and ceiling with path-lengths greater than 15 meters (45ft) apart. Echoes cause difficulty for musicians to play in time and destroy intelligibility. Only the egos of deity's suit the excessive echo and reverberation of churches for pipe organs and choirs to sing their praise.

Auditorium Design. Many auditoriums are visually beautiful but reverberant nightmares. Auditoriums and Concert halls evolved before electronic sound re-enforcement was available. Mozart hated the excessive echo and reverberation of many large concert halls, which restricted his music. Mozart often preferred to perform outside. Historically reverberation was used to increase sound level to the audience. But the cost of increasing sound level by reverberation is at the loss of intelligibility. However a small amount of short path-length reverberation can beautifully enhance a performance. There is no one single path-length of reverberation to suit all music. The larger the concert hall, the longer the acoustic path-lengths (echoes) and the slower the music has to be to retain intelligibility.



The above auditorium is typical of current design. The majority of concert halls of approx 2,000 seating have an average reverberation time RT of 1.5 seconds. But auditoriums can now be anechoic designed . Free of reverberation and echo. Amplification with computer management skilfully applied can provide the ideal sound level with correct reverberation, perfectly tailored for any performance imaginable. However the understanding to manage auditorium acoustics requires a specialised field of study combining music, architectural and electro-acoustics. Formal education in this field has yet to evolve. Greek and Roman architecture demonstrated exceptional skill of sound and reverberation management in the designing of some amphitheatres.



The original designers of amphitheatres had an understanding of 'critical distance'. As we move closer to the performance the direct sound gets louder and clearer. As we move away from the performance direct sound diminishes (inverse square law) whereas reverberation can remain constant. Some amphitheatres have the unique capacity to maintain a constant 'critical distance' providing an even balance of direct and reverberant sound throughout the theatre. Without understanding 'Critical Distance' all other knowledge on acoustics has no meaning.

ขอบคุณที่มา http://www.lenardaudio.com/

Microphone Directivity

The microphone's directivity is defined by the different amount of output signal, generated by the microphone's direction to a point sound source.
An omnidirectional microphone will pick up the same amount of sound and generate the same output signal independently of the direction of the sound source, whereas a unidirectional microphone generates more output signal, the closer the microphone is angled to the direction of the sound source.
The omnidirectional microphone's output will show a polar graph as a smooth circle, a unidirectional microphone shows more signal level to the incoming (zero) axis as on the rest. The exact curve and with it the directional behaviour is determined by the characteristics of the microphone.
A Figure-Eight type microphone picks sound from the front and rear in the same amount but phase reversed.
The cardioid microphone shows a heart-shaped polar pattern and has the least signal output for sound sources directly behind the microphone. The total receiving angle of a cardioid microphone is about 130 degrees (about 65 degrees to both sides of the zero axis).
Unlike this, the supercardioid and the hypercardioid microphone have react in a different way. Compared to a cardioid type, they have a narrower coverage angle and have some pickup directly behind the microphone.
They have a pick up angle of about 115 degrees for a supercardioid and 105 degrees for a hypercardioid. Here the zero-pick-up angle is about 125 degrees for the supercardioid and 110 degrees for the hypercardioid from the zero axis in front of the microphone in difference to 180 degrees for the cardioid.
The supercardioid microphone has the maximum ratio of on-axis pickup to ambient pickup and the hypercardioid microphone has the overall least pickup of ambient sound. On the opposite, they tend to have sound colorations off axis and do not necessarily provide better feedback rejection than a cardioid.

Directivity Patterns:

Omnidirectional:



Bidirectional:



Semicardioid:



Cardioid:



Hypercardioid:




Supercardioid:



Directivity can be created by combining two characteristics together:



Microphones are constructed as pressure microphones or pressure gradient microphones. The first responds to the sound pressure, the second to the pressure gradient (change in pressure) between two spaced points in the sound field.

ขอบคุณที่มา http://www.bnoack.com/

Surround Sound - Formats

1. Two Channel Stereo Setup

- two Stereo Loudspeakers are positioned each 30 degrees out of axis left and right to create an angle of 60 degrees between each other. The stereo speakers and the preferred listening position (the hot spot) create an equilateral triangle between Speaker L - Speaker R - Listener. The angle of 60 degrees is agreed between many professionals as the optimal listening angle. If spaced farther apart phantom images between the two speakers are not stable anymore.



2. Three Channel Stereo Setup

- two Stereo Loudspeakers are positioned between 30 and 45 degrees out of axis left and right.
- one Center Loudspeaker positioned on axis





Two different approaches are in confrontation:
- 1. For compatibility between two-channel stereo material (all regular CD and other two-channel mixes) and three-channel mixes the agreed angle of 30 degrees each between the left and right speaker should be maintained in a three-channel setup.
- 2. For exclusive three-channel stereo mixes the angle between the left and right speaker could be widened to up to 45 degrees each, achieving a wider stereo image without unstable phantom images between the left and center speaker and between the right and center speaker. As soon as pure two-channel material is played back, problems with phantom images can occur.

All three speakers should be identical in sound dispersion and in the frequency bandwidth. A horizontally mounted center speaker and two vertically mounted left and right speakers are not acceptable for a music playback setup.

two Stereo Loudspeakers are positioned each 30 degrees out of axis left and right. These stereo speakers and the preferred listening position (the hot spot) create an equilateral triangle between Speaker L - Speaker R - Listener. The two stereo speakers should not be spaced farther apart to ensure that phantom images between the two speakers are stable (independently of a third center speaker). The stereo speakers are used for all stereophonic content, music etc.

- one Center Loudspeaker on axis, mainly used to fix the image position of dialogue in movies etc. Using only a phantom image between the two stereo speakers for the center dialogue is not providing a stable image perfectly located in the center (on axis), especially if the listener is not 100% positioned in the hot spot. With a separate center speaker it is possible to create a fixed and stable sound image exactly in the center of the movie picture.

- in a five channel setup two Surround Loudspeakers are positioned between 100 and 120 degrees off axis on both sides

- in a seven channel setup four Surround Loudspeakers are positioned between 60 and 150 degrees off axis on both sides

The setup with seven channels and a front surround angle of 60 degrees takes in account that the most supporting lateral reflections in concert halls are sidewall reflections between 30 and 90 degrees with a desirable maximum at 60 degrees (found in multiple listening tests).

The ITU Standard is not specifying a separate subwoofer, all five channels' speakers are identical and able to transmit the entire frequency range. The setup with identical speakers for all channels was created mainly for music mixes and not for movies. It must also be emphasized that the two or four surround speakers are not intended to create a full 360 degree sound image.



ITU-R BS.775-2, 5.1, in a real room



ITU-R BS.775-2, 7.1, in a real room

LFE / Subwoofer Channel

A separate low frequency channel was introduced to reproduce special low frequency content especially for movie production. This LFE channel (Low Frequency Effects) has normally a bandwidth up to 120 Hz and should be able to generate a 10dB higher gain in this frequency range. This is achieved by a 10dB gain in the amplification-speaker system, not in the original recording of the sound material.
Because the LFE material is by definition only the low frequency effects material (explosions etc.), the low frequency content of the regular stereo signals should be reproduced by the main stereo loudspeakers. This is a generally so in cinema systems but for home cinema a different approach is used. With a proper bass management system all low frequency content of all channels can be fed into the subwoofer channel. This subwoofer channel is not a LFE channel anymore but a reproduction channel for all low frequency content. With the bass management the low frequency content must be defined (bandwidth, level, crossover frequency).




LFE channel without bass management



bass management for all channels

Home Cinema

In a typical home cinema setup compromises have to be made because of the picture source, normally a flat screen. Only using a projection system and a perforated video screen as in professional movie theatres, a 'correct' setup can be maintained. In a regular setup the center speaker must be a horizontally installed unit with different acoustical properties as the L and R speakers. All three front speakers should be time aligned to have the same virtual distance from the listening position.



Because of the necessary physical size of the stereo speakers to reproduce adequate levels in the entire frequency range, the center speaker normally cannot have the same size because it would sit just in front of the movie screen. A speaker with a different design mounted horizontally under or above the screen must be used. Such speakers for physical reasons have a different sound dispersion pattern compared to vertically mounted stereo speakers.

Another challenge are the surround speakers for home cinema systems. These are generally much smaller than the center systems. This is in conflict with the ITU standard, but became the norm because of space and budget reasons in regular households. Two or four relatively small surround speakers are able to create an adequate surround sound impression, especially compared to a situation there no large surround systems could be put in position.

As good as these home cinema systems work for movies, they are big compromise for music reproduction mixed for surround playback (DVD Audio, SACD).
The two surround channels in the ITU standard are more 'side channels' than 'rear channels' as needed for surround effects for movies. Here an angle of 150 degrees is often preferred.

Dolby and THX

THX Ltd was established in 1983 by the George Lucas company with the purpose to create standards to correct inadequate movie playback in cinemas. " ..is the founder of quality assurance programs for superior cinema presentation.." (from the THX Website)

THX Website: "A THX Certified Cinema is built from the ground up, taking extra steps, often times installing additional materials and equipment, to create an environment that will totally immerse you in the story. Whether you’re on a first date, going for a blockbuster opening night, or catching a matinee, get ready to experience the magic and emotional impact created by the director for you to enjoy."
See THX.

Surround 7.1

Surround 7.1 exists i two versions. The '7.1' (eight channel) signal distribution is used:
- 1. For movie cinemas to have two additional front channels in very wide theatres to fill the gap between the left and right loudspeaker system and the center system. Five front channels, two surround channels.
- 2. Mainly for home cinema use as a surround system with the regular three front channels but two surround channels on each side.

For home cinema use Surround Receivers create a 7.1 mix with four surround channels out of the original 5.1 movie mix supplied by a DVD to produce a more impressive surround sound experience.

ขอบคุณที่มา http://www.bnoack.com/

dB Frequency Ohms law

Sound is vibrating air, which our ears can hear
The number of vibrations per second is called (cps) 'cycles per second'
(cps) is changed to Hz in honour of the physicist Hertz.

Sound frequency measurement is 20 Hz - 20k Hz (20 - 20,000 Hz)
Human hearing is approx 30 Hz - 16k Hz and most sensitive between 2k - 3k Hz

The lowest note on a double bass or bass guitar is open E (42Hz)
The highest notes depending on the instrument is approx 2k Hz
Above these highest notes are the harmonics.
Musical Notation

Notation is based on 12 notes, between each doubling of the frequency (octave)
Between (A 110 Hz - A 220 Hz) are 12 notes
Between (A 220 Hz - A 440 Hz) are 12 notes and so on

The division between the notes is based on the 12th root of 2
Each single adjacent note is called a Semi-tone.
Each second alternate note is called a Tone.

8 (Octave) of the 12 notes can be used to make a scale, as 2 tetra-chords
Eg. (tone, tone, tone, semi-tone) (tone, tone, tone, semi-tone)
octave is also used to describe double or half the frequency (ratio 1:2)


3.2 octaves = 1 decade

Audio engineering uses the octave (frequency ratio 1:2) for frequency measurement. Other areas of engineering, use the decade (ratio 1:10). 3.2 octaves is 1 decade. There is a small difference between 3 octaves and 3.2 octaves. The 0.2 is sometimes omitted in the text for simplicity.
What is dB?

D deci is one tenth. B Bell in honour of Alexander Graham Bell
dB is a ratio for power (1:10) therefore:

0dB is 1 with 0 zero (1)
10dB is 1 with 1 zero (10)
20dB is 1 with 2 zeros (100)
60dB is 1 with 6 zeros (1,000,000)
120dB is 1 with 12 zeros (1,000,000,000,000)



Lograthims are a simple and literal way of writing large numbers.
Hundreds of years ago, writing was done with a quill (ducks feather) dipped in ink.
Doing math with large numbers was time consuming and painfull for ducks.
1,000,000 has 6 zeros and can be abreviated as (106) or (log6) or (60dB)


Using 0dB from a reference point B is followed by letters 0dBm or 0dBSPL etc
How to use dB

1dB (10√10) is a number, when x multiplied by itself 10 times = 10

1dB (1.261) 1.26
2dB (1.262) 1.26 x 1.26 = 1.59
3dB (1.263) 1.26 x 1.26 x 1.26 = 2
4dB (1.264) 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 = 2.52
5dB (1.265) 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 = 3.18
6dB (1.266) 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 = 4
7dB (1.267) 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 = 5
8dB (1.268) 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 = 6.3
9dB (1.269) 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 = 8
10dB (1.2610) 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 x 1.26 = 10

3dB steps Most use of dB is rounded off in 3dB steps as 3dB to 6dB then to 10dB
dB 1 2 4 5 7 8 9 dB are not often used except by academics doing pure math.

1dB = x 1.26 power change we hear as smallest loudness difference (laboratory only).
1dB sound change is too small and not used in most calculations (laboratory only).
9dB is not used because the 1dB difference to 10dB is too small to hear.

8dB is rounded to 6dB or 10dB
9dB is rounded to 10dB
14dB is rounded to 13dB
22dB is rounded to 23dB
29dB is rounded to 30dB
32dB is rounded to 33dB
47dB is rounded to 46dB

23dB (1.2623) is 1.26 x by itself 23 times = 200
46dB (1.2646) is 1.26 x by itself 46 times = 40,000

(1.26x) is too awkard. It is simpler to do it as in the examples below.

16dB is (10dB is 10) (6dB is 4) 10 x 4 = 40
23dB is (20dB is 100) (3dB is 2) 100 x 2 = 200
46dB is (40dB is 10,000) (6dB is 4) 10,000 x 4 = 40,000
53dB is (50dB is 100,000) (3dB is 2) 100,000 x 2 = 200,000

With pensil and paper continue to practice. No need for calculator.
All dB rounded to nearest 3dB step. 3dB 6dB then to next 10dB.

6dB / octave steps are used for specifications of speaker crossovers and EQ filters.
Each (6dB / octave) step is described as an 'order'. (rarely used above 24dB)



6dB / octave (1st order)
12dB / octave (2nd order)
18dB / octave (3rd order)
24dB / octave (4th order)

6dB is 4
12dB is 4 x 4 = 16
18dB is 4 x 4 x 4 = 64
24dB is 4 x 4 x 4 x 4 = 256

Understanding dB for sound
Our ears expand when it is quiet to hear detail and contract when it is loud.

1dB = x 1.26 power change we hear as smallest loudness difference (laboratory only).
1dB sound change is too small and not used in most calculations (laboratory only).
9dB is not used because the 1dB difference to 10dB is too small to hear.

3dB = x 2 power change we only hear as a bit louder.
6dB = x 4 power change we only hear as a bit louder again.
10dB = x 10 power change we only hear as double as loud.

Audible difference
Difference between 100 - 200 Watt sound system, is minimal (3dB)
Difference between 100 - 1,000 Watt sound system, is twice as loud (10dB)
0dB SPL (Sound Pressure Level)

Threshold of hearing, smallest modulation of atmospheric pressure.
0dB SPL (Sound Pressure Level) 0.0002 dynes/cm² (20micro Pascals) at 2kHz

80 - 100dB SPL loud to VERY LOUD
60 - 80dB SPL loud sound needing to speak loudly to be heard.
40 - 60dB SPL average noise level of the world we live and work in.
20 - 40dB SPL quiet ambient background, will allow 60dB dynamic range.
0 - 20dB SPL threshold of hearing, dependant on frequency.



0dB SPL (Sound Pressure Level) 0.0002 dynes/cm² (20micro Pascals) at 2kHz
Reference for, threshold of hearing the smallest modulation, of atmospheric pressure.

By paying attention to this graph, it can be seen that at the threshold of hearing, our ears are approx 60dB (one million times) more sensitive at 2kHz than at 40Hz. This is the reason a loudness switch is put on most domestic sound equiptment. The loudness switch boosts the bass to compensate for our hearing at low level. But at high power, all frequencies tend to be heard at approx the same level.

After the telephone was invented, it was noticed that a ten times power change (10dB) was only heard as doubble or half as loud. A two times power change (3dB) is noticeable. Later, these measurements became called the Fletcher-Munson curves. The large energy variations in our inviroment (light, sound, touch, taste, smell, temperature etc) are compressed by our sensory system, in a subjective and complex mannar.
0dB SPL (Sound Pressure Level) 0.0002 dynes/cm² (20micro Pascals) at 2kHz
Reference for, threshold of hearing the smallest modulation, of atmospheric pressure.

By paying attention to this graph, it can be seen that at the threshold of hearing, our ears are approx 60dB (one million times) more sensitive at 2kHz than at 40Hz. This is the reason a loudness switch is put on most domestic sound equiptment. The loudness switch boosts the bass to compensate for our hearing at low level. But at high power, all frequencies tend to be heard at approx the same level.

After the telephone was invented, it was noticed that a ten times power change (10dB) was only heard as doubble or half as loud. A two times power change (3dB) is noticeable. Later, these measurements became called the Fletcher-Munson curves. The large energy variations in our inviroment (light, sound, touch, taste, smell, temperature etc) are compressed by our sensory system, in a subjective and complex mannar.



Other applications for dB

Reference for electrical signal levels etc. dB is followed by another letter
(m for milli-Watt) (u for 775mV) (V for Volt) (W for Watt) etc.

0dBm = 1 milli-Watt (600Ω at 775mV)
0dBu = 775 mV
0dBV = 1 Volt
0dBW = 1 Watt

Frequency Wavelength Time
Depending on temperature, humidity, distance above sea level.

Sound is air vibrating, traveling as a wave motion at approx 344 meters per second.
Wavelength is the distance of one complete wave cycle.

Wavelength (Symbol Greek letter Lambda) = 344 / frequency.

344 / 42Hz = 8.2 meter
344 / 1kHz = 0.344 meter




Frequency Hz (cycles per sec) 100Hz 1kHz 10kHz
Wavelength is distance of 1 cycle 3.44m 0.344m 34.4mm
Time is the period for 1 cycle 10milliS 1milliS 100microS
Power is height of wave (amplitude)


Below middle C 262 Hz hearing becomes omni-directional.

1 Acoustic Watt at 1 meter, radiating spherically from a point source = 109dB SPL

Inverse square law As direct sound doubles in distance, energy decreases to 1/4 (-6dB).

Critical Distance is the point where direct and reverberant sound energy is equal.

RT60 is measurement of time; reverberation decreases to one millionth (-60dB).

Echo is sound reflected back from 10 meters or more, heard as distinct repeat.

Acoustical Masking 6dB any sound of 6dB+ masks others of similar frequency.

Spectral Energy of Music is flat to approx 1k Hz, then approx -6dB per octave.



Ohms Law

Electro-magnetic energy is a mystery.

Ohms Law are the rules applying to our relationship to electricity, adapted from water flow.

Low Resistance is Large Diameter Wire, or Water Pipe.

High Resistance is small diameter wire, or water pipe.

Ampere Amount of electricity, or water flow, is,
a function of, Pressure (Volt) and (Ohm) Resistance


/V\
/A|R\

Watt Power = Pressure (Volt) x (Ampere) Amount.

/W\
/V|A\

Ω Ohm or R Resistance is constant Resistance over time or frequency.

Z Impedance is variable Resistance over time or frequency.

F Capacitance refers to storage of electricity, as an electrostatic charge. (Z decreases with frequency)

L Inductance refers to a coil of wire inducing magnetism as storage of energy in a magnetic field. (Z increases with frequency)


* R or Ω measured in Ohms
is constant Resistance over frequency
* Z Impedance measured in Ohms
is variable Resistance over frequency, with any combinations of (R - XL - XC)
* XC Capacitive Reactance measured in micro-Farads (uF)
is variable Impedance over frequency. (Amperes leads Volts 90deg)
* XL Inductive Reactance measured in milli-Henry (mH)
is variable Impedance over frequency. (Volts leads Amperes 90deg)

D.C. Direct Current (constant polarity over time)

A.C. Alternating Current (changes polarity over time)

R.M.S. Root Mean Square: is the A.C. equivalent to D.C. as resultant energy. Driving in traffic changing direction (A.C.) as an equivalent to driving constantly in one direction. (D.C.)

sine wave 110 Volt (R.M.S.) 60Hz A.C. mains power
maximum peak of sine wave 155 Volt.

240 Volt (R.M.S.) 50Hz A.C. mains power
maximum peak of sine wave 340 Volt.

ขอบคุณที่มา http://www.lenardaudio.com/

+4dBu กับ -10dBv

อยากจะทราบว่าทำไม input ของอุปกรณ์ต่างๆของเสียง จึงมักจะ มีสวิตซ์ให้เลือกระหว่าง +4dBu กับ -10dBv ครับ ทำไมไม่เทียบให้อยู่ในหน่วยเดียวกัน เช่น 4dBu กับ -10dBu

dB เป็นหน่วย วัดกำลัง สอง กำลัง ในอัตราส่วนที่เหมือนกับหูของคนเราได้ยินครับ
ส่วนตัวหนังสือต่อท้าย เช่น dBu ก็เพื่อกำกับหน่วยเท่านั้น u = Unload ถ้าเป็น m = milliwatt V = volt อะไรประมาณนี้ครับ เพราะพลังงานทางไฟฟ้านี้มีหลายแบบ ก็เลยต้องต่อท้ายให้รู้ว่าเป็นแบบไหนก็เท่านั้นเองครับ

+ 4dBu(dBm) และ -10 dBv นี่เราจะพบบ่อยใน spec ของ input และ out put ของอุปกรณ์เครื่องเสียง นั่นคือเรื่องของความแรงของ line level ที่แต่ละเครื่องสามารถรับได้ หรือ สามารถส่งได้ ครับ
ทั้งสองค่านี้อ้างอิง เกี่ยวพัน ถึง ความเป็น low impedance กับ high impedance ครับ นั่นก็คือ balance ละ unbalance นั่นเอง

เอาเป็นว่าจำง่ายๆว่า +4 ทำงานร่วมกับ +4 (professional level)
-10 ทำงานร่วมกับ -10 เท่านั้นเองครับ (consumer level)
+4 line level output ย่อมแรงเกิน กว่าที่ input -10 จะรับได้ (เสียงคงแตกไปหมดแล้ว ลด gain ยังไงก็คงไม่พอ)
-10 line level output ย่อม อ่อนแรง เกินกว่าที่จะเหมาะสมกับ input +4 ครับ ( เราคงต้องเปิด gain input เยอะจนมี noise ของระบบเข้ามาในสัญณาน)

ส่วนที่ถามว่าทำไมไม่ใช้หน่วยเดียวกันซะเลยละ คำตอบก็คือ low กับ high impedance นั่นเองครับ มันขึ้นอยู่กัยเครื่องที่เราใช้เป็นระบบไหน เขาถึงใช้หน่วยของ dB มาช่วยอธิบายครับ
ให้รู้ referance ว่า 0 dB ของแต่ละเครื่อง นั้นน่ะ มันเท่ากันหรือเปล่า ไม่แรง เกินไป ไม่เบาเกินไป ก็เท่านั้นเองครับ


ขอบคุณที่มา http://www.soundkrub.com/

เรื่อง gain input & Slide fader

แบ่งเป็นสองเรื่องครับ
Gain input ที่เหมาะสม
Fader channel output

เรามาคุยกันครับ ลองตอบผมหน่อยครับ (ดูที่ VU meter ที่ Channel input นะครับ)
1 ถ้า เราเปิด gain input เบาไป เช่น -50 dB เกิดอะไรขึ้นครับ ดี หรือ ไม่ดี ครับ เพราะอะไร

ต้องอย่าลืมนะครับเครื่องมืออีเลคโทรนิค มันก็มี noise ของตัวอุปกรณ์เอง เข้ามาเกี่ยวข้อง และ มีเรื่องพลังงานที่จะใช้งาน อยู่อย่างจำกัด เพราะเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้า มันก็เลยขึ้นอยู่กับว่า เครื่องที่เราใช้งานอยู่นั้น มันมีปัญญา ที่จะจ่ายกระแสร์ไฟฟ้าได้มาน้อย แค่ไหนครับ พอนึกออกไหมครับ ดังนั้น
ถ้า gain input เบาไปมากๆ เช่นตัวอย่าง -50 dB แปลว่า เราได้สัญญานต่ำกว่า Unity gain 0 dB อยู่ 50 dB ซึ่งเยอะมาก ข้อเสียคือ มีโอกาสเป็นอย่างมาก ที่จะมีเสียง noise จากตัวเครื่องเสียงของเราเอง จะแทรกปนอยู่กับ สัญญานเสียงที่เราจะเอาไปใช้ ครับ และอีกอย่าง คือ สัญญานที่เราได้มานั้น มี Dynamic range ที่แคบมากๆ อาจะมี แค่ 10 - 20 dB เองครับ รายละเอียด เนื้อเสียง dynamic range ที่เราจะเอามาใช้งาน ก็จะมีน้อยมากตามไปด้วย ใช่ไหมครับ นึกตามดูดีๆนะครับ
ข้อดีคือ คุณมี headroom สำหรับ gain input ใน channel นี้ ถึง 50 dB เสียงก็ยังไม่ clip หรือ deistortion ครับ ซึ่งเป็นข้อดีที่แปลกๆ เสียงเครื่องดนตรีอะไรครับที่คุณต้องการให้มี dynamic headroom ถึง 50 dB นี่มันคือความดังที่แตกต่างกันห้าเท่าเลยนะครับ นี่ไม่ได้พูดถึงพลังงานทางไฟฟ้าที่จะต้องใช้สำหรับความแตกต่างกันถึง 50 dB ซึ่งมหาศาลมากครับ
จำได้ไหมครับ เพิ่มพลังงาน 3 dB คือการเพิ่มพลังงานทางไฟฟ้า หนึ่งเท่า
ของเดิม เราใช้พลังงานอยู่ 1 watt เราเพิ่ม 3 dB หมายถึงเราเอาพลังงานที่เท่ากันอีก 1 watt เพิ่มเข้าไป กลายเป็น 2 watts ครับ ก็ดูเหมือนธรรมดาใช่ไหมครับ ไม่เห็นมันจะมากมายอะไ ลองอ่านต่อครับ
ทีนี้เราเพิ่มเข้าไปอีก 3dB ก็คือเราเอาพลังงานที่เท่ากับที่เรามีอยู่ 2 watts ที่เรามีเมื่อกี้นั่นแหละ เราก็ต้องเพิ่มเข้าไปอีก 2 watts ก็เลยกลายเป็น 4 watts ไงครับ นี่เราเพิ่มพลังงาน ไป 6 dB จาก 1 watts ก็กลายเป็น 4 watts ไปแล้ว
พวกเราทำ PA ใช่ไหมครับ พวกเราขยายเสียงด้วยพลังงานทางไฟฟ้า(ตอนนี้ผมพูดถึง power amp นะครับจะได้เห็น ความเปลี่ยนแปลงชัดๆครับ) ถ้าระบบของเรากำลังใช้ พลังงานอยู่ที่ 5000 watts เราเพิ่มขึ้นไป อีก 3dB พลังงานที่เราต้องใช้ทั้งหมดคือ 5000 watts + 5000 watts = 10,000 watts ถ้าเรายังเพิ่มไปอีก 3 dB ครับ เราต้องมีพลังงานให้ใช้รวมทั้งสิ้น 10,000 watts + 10,000 watts = 20,000 watts ครับ นรกไหมละครับท่าน นี่ 6 dB (3 + 3 )เองนะครับ ถ้า เพิ่มไป 50 dB ละครับท่าน อื๋ยย ไม่อยากคิดครับ อิๆๆๆ

2 ถ้า เราเปิด gain input พอดีที่ 0 dB เกิดอะไรขึ้นครับ ดี หรือ ไม่ดี ครับ เพราะอะไร


ถ้า เราเปิด gain input พอดีที่ 0 dB เกิดอะไรขึ้นครับ ได้คำตอบ จากข้อแรกแล้วใช่ไหมครับ
เราได้ gain input ที่เหมาะสม ระบบทำงานอย่างที่ควรเป็น ไม่มากไป ไม่น้อยไป เราก็จะได้สัญญาน ที่เราจะเอาไปขยายเสียง ที่ดี ไม่มี noise ไม่ distrotion ไงครับ มีข้อดีอย่างเดียว ไม่มีข้อเสีย ครับ


3 ถ้า เราเปิด gain input มากไป เกิดอะไรขึ้นครับ ดี หรือ ไม่ดี ครับ เพราะอะไร

ครับ สัญญานเสียงที่เราจะเอาไปขยายเสียง มันก็ Clip และ Distrotion ไงครับ
ข้อดี คือ ถ้าคุณอยากให้เสียงมันผิดเพี้ยน เสียงแตกๆ ไม่เหมือนต้นฉับบ เทคนิคนี้ก็ใช้เป็น EFX ได้ครับ เช่น เสียงแตกของ Guitar ไงครับ
ข้อเสีย คือ มันไม่เหมือนต้นฉบับที่เขาเลนอยู่อ่ะ อย่าลืมนะครับ หน้าที่เราคือขยายเสียงต้นฉบับที่ดังไม่พอกับพื้นที่ ให้ดังพอครับ เสียงมันก็ควรจะขยายมาอย่างถูกต้องเหมือนต้นฉบับใช่ไหมครับ


ในเรื่อง gain input คุณก็ต้องเลือกละครับ จะเปิดมาก เปิดน้อย ในแต่ละ Channel เหมาะสม กับ เครื่องดนตรีชิ้นนั้นๆหรือไม่ มี headroom ของ pre amp ที่เหมาะสม กับ Dynamic range ของเครื่องดนตรี ชิ้นนั้นๆหรือไม่ อ่านมาถึงตรงนี้แล้วหวังว่าคงพอเข้าใจ คำว่า headroom นะครับ ผมจำกัดความหมายเองว่า พลังงานสำรองที่พอเพียงต่อการใช้งานครับ

ส่วนเรื่อง FADER มีคำถามเดียวครับ
ทำไมใช้เป็น Slide fader volume ไม่นิยมเป็น Knob volume ในการทำ Concert ครับ เพราะอะไรครับ

เห็นได้ชัดเจนเลยว่า slide fader นี่เวลาเราเพิ่ม หรือ ลดค่า มันทำได้ smooth กว่า knob ปุ่มหมุน มากนักทำให้เวลาเรา mix เสียงนี่เราจะทำได้นุ่มนวล ลื่นไหล กว่า ปุ่มหมุนมากนัก ใช่ไหมครับ
เดี๋ยวมาเล่าให้ฟังว่าทำไม เวลา mix เขาชอบ set balance fader ไว้ที่ 0 dB ครับ

slide fader เราจะสังเกตุได้ง่ายๆเลยนะครับ ในโฆษณาที่เราดูๆกันอยู่นี่ mix ตัวไหนมี long slide fader
จะเป็นจุดขายเลยนะครับ ไม่เห็นมีใครนำเสนอว่า mix ตัวนี้ใช้ short slide fader เป็นจุดขายนี่ ใช่ไหมครับ
ก็อย่างที่ว่ามาแล้วแหละครับ slide fader เพราะมันช่วยให้เรา mix เสียงได้ นุ่มนวล ราบเรียบ ได้ดีกว่า ปุ่มหมุน
ทีนี้ long slide fader มันดีกว่าไอ้เจ้า short slide fader อย่างไรครับ ลองคิดดูต่ออีกนิดครับ เดี๋ยวผมมาต่อครับ

ด้วยการที่มี ระยะให้เลื่อน ขึ้น ลง มากกว่า แต่ใช้ scale เดียวกัน(ต่ำสุด ไปจนถึง +10 dB)
ลองดู scale ที่ Fader ของ mixer นะครับ จะเห็นว่าเขาจะบอก scale เป็นช่วงๆเป็น dB ซึ่ง มันจะมีช่วงเริ่มต้นต่ำที่สุด ลองสังเกตุ กับช่วง บน บน ซึ่งเป็นค่าสูงสุด จะเห็นได้ว่าการเลื่อน slide fader ในช่วง ความดังต่ำๆ ที่อยู่ด้านล่างนั้น จะมี scale ที่ถี่มาก กว่า ด้าน บน ขบับนิดเดียว ก็ ได้ค่าแตกต่างเป็น 10 dB เลย
ในระยะการ เลื่อน ที่เท่ากัน ถ้าทำ ในช่วง ด้านบน ของ slide อาจเกิดค่าการเปลี่ยนแปลง แค่ 2 - 3 dB เอง
ดังนั้น การ mix โดย ใช้ช่วงบนๆ ของ slide fade ก็ย่อม ปรับได้ละเอียดกว่า การปรับทีละ 1 - 2 dB นั้นทำได้ง่าย และ นุ่มนวล ลื่นไหล กว่า ช่วงล่างๆ ของ slide fader ใช่ไหมครับ การปรับทีละ 1 - 2 dB นั้นทำได้ยาก เพราะ มีช่วง ระยะทางให้ขยับนิดเดียวเอง ลองดูที่ Mixer ของจริงเลยครับ
ดังนั้น ถ้าวัตถุประสงค์ ของ การใช้ slide fader คือ ช่วยให้เราได้ mix เสียง ได้ ลื่นไหล นุ่มนวล แล้ละก็
การที่เรา set ให้ช่วง fader ที่เราจะใช้งาน อยู่ที่ ช่วงด้านบนของ slide fader ก็ย่อมจะดีกว่า ให้อยู่แถวๆ ล่างๆ ของ fader ใช่ไหมครับ ลองนึกตามดูดีๆนะครับ

ทีนี้ ถ้าเรา set balance ของวงดนตรี โดยให้ fader อยู่ที่ 0 dB ทุก channel
ข้อดีคือ
เป็นช่วงที่ + - 20 dB ที่ มีช่วงระยะกว้างมากที่สุด บน slide fader ซึ่งแปลว่า เป็นช่วงที่ Mix ได้ smooth ที่สุดของ fader ไงครับ (+10 กับ -10 dB จาก 0 dB ถึงได้เป็นช่วง 20 dB ครับ)
ซึ่งกว้างมากพอครับ 10 dB นี่ ได้ความดัง 1 เท่า เลยนะครับ ซึ่งเยอะมาก ครับ
ข้อดีอีกข้อ คือ พอทุก Channel อยู่ ที่ 0 dB ทำให้เราดูแลง่าย เวลา mix ไปแล้ว อยากกลับไป balance เดิม ก็ แค่ จัดให้ ทุก fader มาอยู่ ที่ 0 dB ก็แค่นั้นเอง ง่ายดีครับ อย่าลืมนะครับ ทำ live sound บางทีเป็น 100 channel เลย นะครับ ใครจะไปจำได้ ว่า channel ไหน เรา ลด หรือ เพิ่ม ไว้ที่ไหน มันเป็น balance พื้นฐานที่เราทำไว้เป็น referance ทำ live sound นี่เรา mix 100 channel พร้อมๆกันนะครับ มันเป็น technic นึงที่ทำให้เราทำงานได้ง่ายครับ มองแวบเดียว รู้เลย ว่า balance หรือเปล่าครับ

ข้อเสีย
ถ้าเรา balance แต่ ละ channel ไม่ดี อาจทำให้ Gain input ในบาง channel เบาไป หรือ น้อยไป หรือ แรงไป overload หรือ clip distrotion ได้ครับ

แต่ไม่ต้องกังวลมากนักหรอกครับ ทำไปสักพัก พอมีประสบการณ์ มากเข้า ก็ทำได้เองครับ gain input ก็ดี balance ได้ สบายมากครับ
แต่ ถ้าจะบันทึกเสียงนี่ Gain input นี่เราต้องการสัญญานเต็มๆ ตลอดเวลา เพื่อ ให้ได้ Resolution หรือ รายละเอียดสูงสุด เวลาเอาไปทำงานทีหลัง จะได้ง่ายครับ

ถ้าเราเปิด gain mic มากๆ เพระสัญญานมันเบา และเราอยากได้ gain mic input เยอะๆ นี่ ในการทำ live sound
เครื่องดนตรีทุกชิ้นนี่มันเล่นพร้อมกันนะครับ เราเปิด gain เยอะๆ นี่มันทำให้ ความไวในการรับเสียงของ mic มันเพิ่มขึ้นด้วยนาครับ ต้องระวังไม่งั้นมันรับเสียงอะไรก็ไม่รู้ เต็มไปหมด ทำให้เราจัด balance ไม่ได้ หรือ ทำได้ยาก
เปิด mic ร้องตัวเดียว รับมันทั้งวงครบเลย ปิด channel snare ไปแล้ว ยังดังสนั่นเลย เพราะเข้า mic ร้อง เต็มเลย
อิๆๆๆ โดนกันมาทั้งนั้นแหละ พวก live sound นี่น่ะ
การทำ live sound นี่มันยากตรงนี้แหละครับ เล่นพร้อมกันหมด หน้าตู้ bass guitar kyb เล่นดังไปก็เข้า mic เครื่องอื่นเขาหมด นักร้องร้องเสียงเบามาก เราก็ต้องเร่ง gain input เยอะ mic ไวไป รับเสียงมันทั้งวงเลย
monitor บนเวที ดังสนั่น เข้า mic หมดเลย เราก็คุมไม่อยู่อีก ปัญหาเยอะแยะไปหมด
แต่ทุกคนจะเอาให้เสียงเหมือนแผ่น มันจะไปได้ยังไงครับ อิๆๆ ท้าทายครับ ท้าทาย

ไม่ต้องกลัวหรอกครับ ทำได้ครับ แต่ต้องช่วยกันทุกคนครับ
นักดนตรี, นักร้อง, PA engineer, Monitor engineer, เครื่องเสียง, เครื่องดนตรี, Hall acoustic
คุยกันครับช่วยกันครับ ทำได้แน่นอนครับ

ขอให้โชคดีทุกท่านครับ ฝึกปรือ เยอะๆครับ
สวัสดีครับผม

ถาม

ทีนี้มาถึงส่วนปัญหาบ้างครับ
จากประสบการณ์ที่ทำงานด้านนี้มาประมาณ 4 ปี ผมยังมีความสงสัยอยู่ในเรื่องของ gain อยู่อีกนิดหน่อยครับ งานกลางแจ้งเราสามารถทำ gain input ให้อยู่ที่ 0dB ได้ตามทฤษฎี แต่กลับกันทำไมงานในห้องบางครั้งเราทำไมสามารถทำ gain input ให้อยู่ที่ 0dB ได้ครับผม ทั้งนี้มีปัจจัยอะไรบ้างที่มีผลกระทบ เช่น สภาพของห้อง จำนวนของลำโพง กำลังการขยาย หรือว่าการจัดการกับระบบของเราเอง ครับผม

ตอบว่า

gain input นี่ให้มันอยู่แถวๆ 0 dB +6 dB -6dB นี่ก็ ok แล้วนะครับ มันไม่มีสัญญาน อะไรที่จะค้างตรง 0 dB ตลอดหรอกครับ ถ้าใช้ mix ดีๆ นี่ pre mic คุณภาพดีๆ ใช้แล้วจะติดใจ
ผมไม่เคยนะครับ ก็ได้ gain input ที่อยากได้ทุกทีแหละ indoor หรือ outdoor ไม่เคยมีปัญหาเลยครับ
จำนวนลำโพง หรือ สภาพห้อง ผมว่ามันไม่ค่อยเกี่ยวกับ gain input เท่าไรนะ เพราะ gain input เกี่ยวกับ ความแรง ค่อย ของสัญญาน ที่เราจะเอาไปใช้งานครับ ว่าเราได้สัญญานดิบ ที่มีคุณภาพ มาหรือเปล่าครับ ไม่ค่อยเกี่ยวกับ กำลังขยายของระบบเสียงเท่าไรนี่ครับ อันนั้นมัน ภาค output นี่ครับ
น่าจะเป็นที่ การจัดการกับระบบของเราเอง อันนี้ต้องคุยกันยาวพอควรครับ พิมพ์ม่ายไหวครับ
อิๆๆ

ถาม

เพราะทั้งนี้ผมเชื่อว่าการที่มี headroom ที่มากไว้ก่อน ย่อมจะมีผลดีกว่าในเรื่องพลังงาน คือถ้าเบาไปเราก็สามารถเพิ่มได้ แต่ถ้าดังไปเราก็สามารถลดได้

ตอบว่า
ครับผม งบประมาณในการเช่าเครื่องเสียง ก็ควรจะเช่า Headroom ไปด้วยครับ
เห็นมีแต่ เอาประมาณนึงนะครับพี่ ไม่ต้องแพงมากครับ
พอไปถึงหน้างานจริง ดังได้อีกไหมพี่ ผมอยากให้มันดังกว่านี้อีกครับ


ถ้าเกิดว่าเกิดกรณีแบบนี้ล่ะ?

Gain ที่ช่อง = 0dB และ fader ขึ้นที่ 0 dB สังเกต VU ตรง Master Fader ( fader ก็ที่ 0dB เหมือนกัน) จะพบว่ามันไม่ได้ 0 เท่ากันครับ ทั้ง ๆ ที่ทุกอย่างในระบบเป็น Unity

นั่นเกิดจากการใช้คอนโซลที่เป็นรุ่นประหยัดหรือคุณภาพพอใช้ ที่ใส่ใจในการผลิตน้อยกว่ารุ่นสูง ๆ หรือเป็นอุปกรณ์ที่มีอายุการใช้งานมานาน ทำให้อุปกรณ์ภายในมันเสื่อมลงตามกาลเวลา หรือแม้แต่ตะกั่วมันร่อนเลยทำให้นำสัญญาณได้ไม่ไดีเท่าที่ควร ดังนั้นอยากจะให้ตรวจสอบดี ๆ ก่อนจัดหาอุปกรณ์เข้ามาเป็นอาวุูธของเราครับ

ผมเคยเห็นคอนโซลของหลายยี่ห้อที่บอกกันว่าเอาภาคปรีไมค์ มาจากรุ่นใหญ่ ๆ แต่พอผมเปิดฝาดูเท่านั้นล่ะ... วงจรลายเดียวกัน IC ตัวเดียวกัน แต่อย่าอื่นเ่ช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ตะกั่ว หรือแม้แต่คุณภาพทองแดงบนลายวงจรมันไม่ได้ดีเท่ากัน ไ่ม่มีของที่ถูกและดีในโลกนี้หรอกครับ
เคยใช้คอนโซลตัวนึงอายุก็พอสมควรเกือบ ๆ ครึ่งทศวรรษ ปรากฏว่า 0dB ที่ช่อง กลายเป็น +2 ถึง 3 dB ที่ Master บางช่องก็ลดต่ำกว่า Unity กรณีฟันธงได้เลยว่า... "คอนโซลตัวนี้... รั่วแล้วครับพี่น้องงงงงง"

ดังนั้นไม่แปลกหรอกครับที่ level จะไม่พอดีที 0 เพราะความสวิงของสัญญาณจึงต้องมี Headroom อย่างที่น้าแอ๊ดว่าล่ะครับ สวิงถึงจะถูกต้องครับ ถ้าเกิดว่าไม่สวิงนี่ดิ สัญญาณคงเป็น Sine Wave ไม่ก็ต้องผ่าน limiter มาแล้วแน่ ๆครับ ถึงจะไม่สวิง

แต่หนักที่สุดก็คือ... สัญญาณออกไปไม่เท่ากันสองข้าง อันนี้งานเข้าแน่ ๆครับ แต่ก็เคยมีนะครับว่า VU บอกไม่เท่ากัน แต่ขาออกมันดันเท่า หรือกลับกันก็ได้ อย่าใช้ของเก่ามากเป็นดีที่สุด ไม่งั้นก็ต้องเสียค่าบำรุงเยอะตามระวังจะไม่คุ้มครับ

ขอบคณที่มา http://www.soundkrub.com/